基于SaaS农业投入品监管平台的研究与实现

吴小香+徐冬寅+毛林+严利

摘要：为解决农业投入品监管过程中系统构建不完善、信息化交流不通畅等问题，提出基于软件即服务（software-as-a-service，SaaS）模式农业投入品监管平台的系统设计思路，根据总体业务流程分析，构建出系统的主要框架构图和平台实现模块，设计采用多租户模型、数据扩展、配置性、伸缩性等关键技术。该系统的应用实现了农业投入品供、销、存、监过程的可追溯，达到了各监管部门的需求。

关键词：软件即服务（SaaS）；农业；投入品；监管平台；多租户模型；关键技术；可追溯

中图分类号： TP391；S126文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）11-0183-04[HS）][HT9.SS]

“民以食为天，食以安为先”，农产品是食品的重要组成部分，是人们赖以生存的基本生活资料和必备的物质基础。农产品质量安全涉及千家万户，是经济发展、社会安定和谐的基本保障。在农产品质量安全体系中，农业投入品危害分析和关键控制点通过识别、评估农产品质量安全的农药、化肥等农业投入品的化学危害，采取适当措施科学、合理、系统地控制农产品各个环节，防止危害发生，可确保农产品投入市场的质量安全。

当前，农业投入品监管系统仍然存在构建不完善等问题，如农业投入品生产商和经销商缺乏必要的信息服务，用户安全信息缺失与不对称，政府监管部门信息交流不通畅等，因此须要建立起一种统一门户、数据集中又分离、满足个性化服务需求等特点的农业投入品监管信息服务体系平台。

[WTHZ]1基于SaaS农业投入品监管平台的设计思路及其系统分析

本研究农业投入品监管平台架构方式主要采用Client/Server方式，Client承担收集数据并及时上传监控数据，Server承担处理和挖掘数据，这类系统定位在一般数据的传输、采集及分析重点工作上。

在实际工作中，各农业部门所需要的农业投入品监管系统须要定制系统单独维护，随着农业信息化步伐的加大，市级单位对农业投入品监管平台的投入明显增加。基于SaaS农业投入品监管平台在针对业务需求特点兼顾整体方案一致的情况下，利用SaaS模式的多租户和面向服务的理论基础，对多客户要求有所偏重且为多个租户实现稳定安全配置的服务，系统的特点是多部門用户共同使用同一系统。

系统开发商在SaaS模式下，在云环境中部署项目框架代码及数据仓库来满足农业投入品监管平台的需求。具体农业执行部门通过租户形式租用功能相同、软件界面配置不同的系统环境。采用SaaS模式大大降低农业投入品监管平台系统开发商的研发和维护成本，也提高了数据访问效率，为监管部门提供了详尽的数据。

为了进一步方便农业投入品市场的监管，本研究通过移动终端、云服务网络平台等智能化措施规范农业投入品市场，构建农业投入品可信流通体系，促进农产品安全生产。

农业投入品监管平台由2个部分组成，即面向市级农业投入品主管部门的数据汇总整理和分析决策的信息服务的市级农业投入品监管平台、面向乡镇农业投入品执法部门的执法监管和业务整理的乡镇农业投入品监管平台。系统的总体设计如图1所示。

2基于SaaS的系统主要框架

农业投入品监管系统采用Struts+Spring+Hirbhate框架的多租户和面向服务的SaaS模式架构，该系统从公共服务层、业务核心层、数据层、基础服务层4个层次划分，系统架构如图2所示。

SaaS系统的基础层动态配置硬件服务环境分析负载均衡，及时动态适配虚拟服务器；依据数据整体特点，采用关系数据库存储数据；采用XML文件存储不同的文档、图像等数据，并为不同租户提供存储和标识私有数据信息。

数据服务层为数据操作提供数据规则分析、数据管理分析、数据存储等功能，为基础层提供统一的数据服务接口服务，有效地隔离基础层和核心业务层，负责多租户数据引擎、规则引擎、负载均衡引擎等主要核心操作。

核心业务层提供了系统功能和系统管理、监管用户及权限管理、相关界面生成等系统服务，集中处理系统交互过程中的业务请求，为不同租户提供统一的业务配置信息、信息门户整体业务逻辑配置以及个性化业务服务逻辑处理，实现信息发布和业务管理于一体的多租户信息系统。

3农业投入品监管平台模块及关键技术

农业投入品监管平台一级模块主要包括系统管理、企业中心、经营管理、辅助管理、投入品预警管理、农业投入品监管、数据统计分析、个人中心、信息维护等，其中农业投入品监

管、投入品预警管理是平台的重要部分。

[HTK]3.1模块具体实现[HT]

企业中心模块为农资生产/经销企业基本信息模块。在农业投入品监管过程中，通过电子地图、备案、诚信等级信息提高企业的自律意识，也方便监管部门对企业评价等级。

经营管理模块包括采购申请、进货管理、条码打印管理、销售管理等子模块。农业投入品经营单位向监管部门提交投入品采购申请，经市（区）农业委员会监管部门审核确认后采购及采购备案，打印产品条码，识别二代身份证以限用/禁用农业投入品的售出流向，确保监管及时、到位。

投入品预警模块包括许可证过期预警、投入品过期预警等子模块。这个预警模块大大减少了不规范的许可证过期现象，控制了过期的投入品销售流向，营造了安全而可靠的农业投入品市场。

统计分析模块包括3个子模块，即采购申请统计、销售统计月报、销售统计年报。该模块便于监管机构用户统计本地区投入品采购申请、投入品销售情况，以图标形式显示，直观形象。

监管信息模块包括3个子模块，即监管对象、监管队伍、执法监管。对监管机构执法部门人员的执法工作进行监管，查看本地区监管机构各执法人员工作基本信息列表；另外也采集了相关的基础信息，如执法人员、执法地点、执法时间、执法内容、执法记录文件及图片、执法结果等。

农业投入品监管模块使用权限为监管机构用户，农业投入品监管模块包括5个子模块，即农业投入品采购核准、农业投入品备案信息、日常巡查管理、案件上报处理、信用评价管理。监管机构主管部门领导查看经销企业用户提交的采购申请，并对未审核的申请进行核准，对已核准购买的项目，经销企业用户方可进行采购及备案，也方便监管人员查看投入品销售备案信息列表，可筛选查询经销企业的农资备案信息，也可以做好上传相关图片、文字例行工作记录，及时对例行事件/案件记录进行查看与维护管理，提供筛选查询，监管人员对本地区企业信用等级评价等，真正实现了监管的作用。

信息维护模块为投入品监管信息平台展示、发布各类信息的管理模块，主要有通知公告、法律法规、文函公告、执法动态、案件查处、农资常识等相关文件的公告，为用户的日常服务提供了有利的支持。

3.2采用的关键技术

3.2.1多租户模型架构

系统设计须提供安全可靠的多用户数据模型、元数据管理模型和安全服务模型。SaaS多租户架构可从资源的碎片化、可定制、可信性、规模可伸缩[1]等关键方面设计解放方案，为用户建立SaaS服务下的不同数据结构模型，本系统采用创建支持多用户并发的数据模型，通过新增TenantID=xxx字段区别和隔离租户的业务数据，保证各用户之间的隐私。

3.2.2数据扩展技术

对于SaaS数据库存储模式中的独立数据库和独立架构模式，每个租户都有自己独立的数据表结构，每个租户的数据表扩展不会影响到其他租户的数据表[2]。在本系统中，数据库存储架构采用独立专享的数据库存储模式，其工作流的数据存储执行与各租户保持交互。

3.2.3配置性技术

SaaS可配置性技术根据不同租户的需求制定灵活个性化的定制配置，在配置过程中，本系统支持同一实例的不同用户个性化配置。SaaS具有量体裁衣、持久性和可扩展性等独特的特点，在多租户架构的邮件传送代理（mail transfer agent，MTA）是SaaS中一个关键性的配置设计[3]。农业投入品监管平台的SaaS服务为用户数据设定条件和内置的规则行为，通过客户端模型访问配置的建立，如用户界面配置、数据配置、用户数据配置以及用户需求特性配置满足了系统的业务需求。

3.2.4伸缩性技术

SaaS软件服务系统的伸缩性技术通过应用服务器层及数据库层的水平扩展来实现[4]。本系统通过多租户用户申请并感知访问服务，当出现数据量大时，调度器自动进行负载平衡，为业务数据提供伸缩分层，从而提高其性能。多租户多层次伸缩架构图如图3所示。[FL）]

4系统的应用

通过研究构建了基于SaaS的农业投入品监管平台，系统界面如图4所示，该平台在江苏省泰州市试运行，其主界面有通知公告、法律法规、执法动态、公正执法、组织结构、行政处罚公示、快速通道等基本信息。

系统通过建立手机终端与监管服务信息平台（图5）的数据交互，监管员执法检查的现场实时情况（生产环节非法添加行为、无证无照生产企业）记录上传到系统，实现定期检测农业投入品质量，确保监管的有效性。

利用电子标签技术（图6），可实现农产品投入品数据的追溯和采取应急措施（尤其是高毒农业投入品），实现农户交易记录有根有据，同时为监管部门检查执法提供有力的技术保障。

为农业投入品经营部门提供方便的交易台账系统（图7），实现各种数据的统计，提高信息化管理水平，为经营部门的诚信销售建立信息化电子档案。

5结语

本系统主要采用SaaS模式及Struts、Spring、Hirbhate技术框架架构，客户端组件与中间层连接，减少代码冗余、文件的配置、降低人员维护，也解决前台数据动态设置、异常事务处理等问题，提高开发人员基础服务层的开发效率，实现各类用户权限统一控制、监管信息统一监控、基础信息统一查收等服务，点对点的租赁服务简便化和数据整合高效化。

通过二维码追溯应用的设计，改善了农业投入品在监管不及时、信息丟失等不足，提高了产品流通领域的追溯源头，解决了农业投入品在农业中的供、销、存、监过程中带来的“信息孤岛”问题。

在运行过程中，如何保护数据安全仍然是个有待提高的问题，在后续系统测试中将会不断完善，提高系统的安全稳定性和健壮性。

参考文献：

[1]熊伟，李兵，何鹏，等. 一种创新的SaaS服务的构建模型

[J]. 微电子学与计算机，2012，29（9）：141-144.

[2]薛肖. 基于OSGi的软件应用生命周期管理SaaS平台的研究与实现[D]. 重庆：重庆大学，2014.

[3]Tsai W T，Bai X Y，Huang Y. Software-as-a-service （SaaS）：perspectives and challenges[J]. Science China Information Sciences，2014，57（5）：1-15.

[4]朱锦明. 基于SaaS的中国电信（香港）安全事件监控平台设计与实现[D]. 天津：天津大学，2012.[ZK）][HT][HJ][FL）]

[FK（W9][TPWXX7.tif；S+2mm][FK）]